ANSYS-Meshing-高级网格划分技术

1©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidentialANSYSMeshing高级网格划分技术2©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential目录CONTENTS网格划分流程1全局网格控制3网格质量检查5网格划分方法2局部网格控制4模型装配63©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential直接集成在ANSYSYWorkbench下的通用网格划分平台能进行结构、流体、电磁等多物理场的网格划分ANSYSMeshing介绍4©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential目录CONTENTS网格划分流程1全局网格控制3网格质量检查5网格划分方法2局部网格控制4模型装配65©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential网格划分流程6©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential目录CONTENTS网格划分流程1全局网格控制3网格质量检查5网格划分方法2局部网格控制4模型装配67©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential三维网格1.四面体网格划分2.扫略网格划分3.多区网格划分4.六面体为主网格划分5.自动网格划分二维网格1.四边形为主网格划分2.三角形网格划分3.多区四边形/三角形网格划分8©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidentialPatchConforming算法自底而上划分方法所有几何边界均可被表达对几何模型的质量有一定的要求，需要一定量的几何清理工作四面体网格划分PatchIndependent算法自顶而下划分方法几何边界可能会被忽略对质量差的几何模型容忍度更高考虑几何的线和面生成表面网格，然后由表面网格生成体网格先生成体网格，再映射到面和线产生表面网格9©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential生成源面表面网格，然后沿扫略路径扫略到目标面一个可扫略体只允许有一个源面和一个目标面（薄扫略除外）可得到六面体和三棱柱网格需要对几何模型进行分解扫略网格划分10©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential基于ICEMCFDHexa的分块原理，自动虚拟地将几何分解允许几何拥有多个源面和目标面可得到六面体和三棱柱网格对于较简单的几何，可减少模型的分解而得到六面体网格多区域网格划分11©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential以六面体为主，混搭四面体、三棱柱和金字塔网格常用于不易划分六面体网格却又希望尽可能得到六面体的几何模型六面体为主网格划分12©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential四面体网格划分（PatchConforming）与扫略网格划分的组合根据几何的复杂程度，自动识别可扫略体进行扫略划分，其余划分四面体自动网格划分13©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential四边形为主网格划分--程序默认划分方法三角形网格划分--划分纯三角形网格多区四边形/三角形网格划分--划分边长均一的四边形/三角形网格二维网格划分14©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential目录CONTENTS网格划分流程1全局网格控制3网格质量检查5网格划分方法2局部网格控制4模型装配615©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidentialMechanical设置CFD设置物理环境不同的物理场分析对于网格的要求不一样MechanicalElectromagneticsCFDExplicit16©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential拖动相关性滑块和调整关联中心等级可调整网格疏密相关性和关联中心17©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential设定模型总体的单元尺寸大小默认值由相关性和初始尺寸种子决定当高级尺寸功能关闭时才适用全局单元尺寸18©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential平滑--平滑网格是通过移动周围节点和单元的节点位置来改进网格质量1.中等(Mechanical,CFD,Emag)2.高等(Explicit)过渡--控制邻近单元1.缓慢产生网格过渡(CFD,Explicit)2.快速产生网格过渡(Mechanical,Emag)平滑和过渡19©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential网格在弯曲区域细分，直到单独单元跨越这个圆角1.粗糙–91°~60°2.中等–75°~24°3.细化–36°~12°跨角中心20©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidentialCurvature--调整曲率法向角，细化转角处网格Proximity--控制狭缝间的网格层数高级尺寸功能高级尺寸功能关闭高级尺寸功能打开CurvatureCurvatureandProximity21©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential目录CONTENTS网格划分流程1全局网格控制3网格质量检查5网格划分方法2局部网格控制4模型装配622©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential定义体、面、线尺寸，优先级为：线＞面＞体＞全局定义尺寸方法有：1.单元尺寸2.线份数3.影响球4.影响体尺寸23©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential使部件间接触面、边的单元尺寸近似一致接触尺寸24©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential细化面、线上已经划分好的网格常应用于已经划分好的初始网格后根据细化的程度，有“1~3”三个等级供选择网格细化25©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential在指定的映射面上生成结构化网格可通过设置转角点来调整映射方式可指定映射面上网格的层数映射面网格26©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential常用于周期对称模型的周期面或线上，使面、线对的网格匹配周期面可以是旋转周期面，也可以是对称周期面匹配控制27©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential通过收缩容差退化狭长的线面，改善网格质量收缩容差建议小于最小特征尺寸收缩控制28©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential扫略型网格应用于线上，非扫略型网格应用于面上作为流体网格的边界层提高结构分析的表面计算精度膨胀29©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential目录CONTENTS网格划分流程1全局网格控制3网格质量检查5网格划分方法2局部网格控制4模型装配630©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential单元质量纵横比雅可比扭曲因子平行误差最大拐角偏斜网格质量指标偏斜31©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential不同的分析类型对于网格的质量要求也不一致分析类型对网格质量的要求32©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential几何模型：小边、狭长面、缝隙、尖锐角等网格划分方法的选择网格尺寸的设置影响网格质量的因素“虚拟拓扑”虚拟地把小边、狭长面等合并，避免质量差的网格产生无虚拟拓扑有虚拟拓扑33©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential虚拟拓扑“虚拟拓扑”被增加在“Model”的分支下:•个体的虚拟实体并没有出现在模型树中。取而代之，在细节窗口中的统计版面列出了虚拟实体•基于细节的设置，一个自动的虚拟拓扑技术将会尝试着去创建虚拟目标。•自动虚拟拓扑:–Low,Medium,High:虚拟拓扑的等级–EdgesOnly:搜寻临近的边去结合34©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidentialVirtualCell虚拟拓扑35©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential目录CONTENTS网格划分流程1全局网格控制3网格质量检查5网格划分方法2局部网格控制4模型装配636©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential模型装配通过使用ExternalModel系统，我们能够将网格数据文件(*CDB格式，包含实体模型和壳模型)导入Workbench中如果导入模型是几何体的话，那么接触检测也会发生37©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidentialWB系统能够被结合组装。几何，网格和集合能够重新得到模型装配38©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidentialWorkshop-MeshingControl使用ANSYS结构网格控制技术来提高模型的网格质量问题描述：•某一螺线管的CAD模型•先采用默认选项来划分模型的网格，并检测结果；然后增加网格控制技术去更改不同区域的网格39©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential1.2.3.创建分析项目，导入模型40©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential使用US单位(in,lbm,lbf,°F,s,A,V)“RMBGenerateMesh”使用默认选项去生成网格4.5a.5b.“StatisticsMeshMetric”选择“ElementQuality”.41©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential6.7.在“Sizing”下设置“RelevanceCenter”to“Medium”模型中存在一长条面，影响网格质量42©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential虚拟拓扑ModelRMBInsertVirtualTopology.由于这些小面与边界很近，因此我们采用virtualcells技术将它们合并。SideSliver8.9a.9b.9c.创建VirtualCells:a.选择小条形面b.摁住CTRL键，选择临近的面c.RMBInsertVirtualCell43©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential采用上面的技术继续后面5个拓扑10.a.选择3个平面b.RMBInsertFaceMeshing.c.RMBGenerateMesh.11c.11b.11a.虚拟拓扑44©2016ANSYS,Inc.October8,2019ANSYSConfidential面尺寸控制12.在所选择的面上进行网格控制:a.选择绿色面b.RMBInsertSizing.c.设置单元尺寸ElementSi